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高三化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)-回扣基礎(chǔ)(選必一)【實(shí)驗(yàn)探究】中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)原理:OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1實(shí)驗(yàn)過(guò)程:請(qǐng)按照下列步驟,用簡(jiǎn)易量熱計(jì)(如圖1-3)測(cè)量鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)前后的溫度。
(1)反應(yīng)物溫度的測(cè)量。
①用量筒量取50
mL
0.50
mol/L鹽酸,打開(kāi)杯蓋,倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒,蓋上杯蓋,插入溫度計(jì),測(cè)量并記錄鹽酸的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)。用水把溫度計(jì)上的酸沖洗干凈,擦干備用。
②用另一個(gè)量筒量取50
mL
0.55
mol/L
NaOH溶液中,用溫度計(jì)測(cè)量并記錄NaOH溶液的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)。
(2)反應(yīng)后體系溫度的測(cè)量:打開(kāi)杯蓋,將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒,立即蓋上杯蓋,插入溫度計(jì),用攪拌器勻速攪拌。密切關(guān)注溫度變化,將最高溫度記為反應(yīng)后體系的溫度(t2)。(3)重復(fù)上述步驟(1)至步驟(2)兩次。實(shí)驗(yàn)儀器及裝置:分析解讀:測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱需注意的幾個(gè)問(wèn)題(1)實(shí)驗(yàn)中要用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液(0.1~0.55mol·L-1)。(2)操作時(shí)動(dòng)作要快,盡量減少熱量的損失,使用絕熱裝置,避免熱量散發(fā)到反應(yīng)體系外。(3)測(cè)量鹽酸的溫度后,要將溫度計(jì)上的酸沖洗干凈后,再測(cè)量NaOH溶液的溫度,避免酸、堿在溫度計(jì)的表面反應(yīng)放熱而影響測(cè)量結(jié)果。(4)讀取的中和反應(yīng)的溫度(T2)是反應(yīng)混合液的最高溫度。(5)不能用弱酸或弱堿,因弱酸、弱堿電離時(shí)吸收熱量而使測(cè)量數(shù)值偏低。(6)中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的數(shù)值是57.3kJ·mol-1,測(cè)定時(shí)與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的用量無(wú)關(guān)?!緦?shí)驗(yàn)探究】定性與定量研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素一、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(定性)實(shí)驗(yàn)用品:燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計(jì)、秒表。
2S2O32SO42SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸餾水、熱水。
1.濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)編號(hào)加入0.1mol·L-1Na2S2O3溶液的體積/mL加入水的體積/mL加入0.1mol·L-1H2SO4溶液的體積/mL出現(xiàn)渾濁的快慢1202快2112慢2.溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)編號(hào)加入0.1mol·L-1Na2S2O3溶液的體積/mL加入0.1mol·L-1H2SO4溶液的體積/mL水浴溫度/℃出現(xiàn)渾濁的快慢122冷水慢222熱水快3.催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①有少量氣泡出現(xiàn)②產(chǎn)生大量氣泡③產(chǎn)生大量氣泡實(shí)驗(yàn)結(jié)論MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快二、通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定并比較下列化學(xué)反應(yīng)的速率(定量)。
實(shí)驗(yàn)用品:錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導(dǎo)氣管、50mL注射器、鐵架臺(tái)、秒表、鋅粒、鋅粉、1mol·L-1的H2SO4溶液、4mol·L-1的H2SO4溶液、CuSO4溶液、熱水。(1)按圖2-1所示組裝實(shí)驗(yàn)裝置。在錐形瓶?jī)?nèi)放入
2g鋅粒,通過(guò)分液漏斗加入40
mL
1
mol/L
H2SO4溶液,
測(cè)量并記錄收集10
mL
H2所用時(shí)間。
(2)如果用4
mol/L
H2SO4溶液代替1
mol/L
H2SO4溶液重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),所用時(shí)間會(huì)增加還是減少?請(qǐng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并解釋原因。將測(cè)定結(jié)果填入下表,計(jì)算并比較化學(xué)反應(yīng)速率。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì):實(shí)驗(yàn)編號(hào)T/K鋅的規(guī)格H2SO4溶液的濃度收集10mLH2所需時(shí)間①298鋅粒1mol·L-1H2SO4溶液②298鋅粒4mol·L-1H2SO4溶液③298鋅粉1mol·L-1H2SO4溶液④298鋅粒1mol·L-1H2SO4與少量CuSO4混合液⑤348鋅粒1mol·L-1H2SO4溶液注意事項(xiàng):(1)鋅粒的質(zhì)量和表面積力求相同。(2)每次實(shí)驗(yàn)取用20mLH2SO4溶液。實(shí)驗(yàn)儀器及裝置:【實(shí)驗(yàn)2-1】濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響(重要!)實(shí)驗(yàn)原理:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3實(shí)驗(yàn)過(guò)程:向盛有5mL3溶液的試管中加入5mL0.015mol/LKSCN溶液,溶液呈紅色。將上述溶液平均分裝在a、b、c三支試管中,向試管
b中加入少量鐵粉,向試管c中滴加4滴1mol/LKSCN溶液,觀察試管b、c中溶液顏色的變化,并均與試管a對(duì)比。實(shí)驗(yàn)儀器及裝置:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:b中顏色變淺,c中顏色變深。分析解讀:在其他條件不變時(shí),減小反應(yīng)物濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);增大反應(yīng)物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)?!緦?shí)驗(yàn)2-2】壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響(重要!)實(shí)驗(yàn)原理:2NO2(g)N2O4(g)ΔH=-56.9kJ·mol-1紅棕色無(wú)色實(shí)驗(yàn)過(guò)程:如圖2-6所示,用50
mL注射器吸入20
mL
NO2和N2O4的混合氣體(使注射器的活塞位于I處),將細(xì)管端用橡膠塞封閉。然后把活塞拉到II處,觀察管內(nèi)混合氣體顏色的變化。當(dāng)反復(fù)將活塞從II處推到I處及從I處拉到II處時(shí),觀察管內(nèi)混合氣體顏色的變化。實(shí)驗(yàn)儀器及裝置:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:把注射器的活塞往外拉,混合氣體的顏色先變淺又逐漸變深,但依然比原來(lái)淺;把注射器的活塞往里推,混合氣體的顏色先變深又逐漸變淺,但依然比原來(lái)深。分析解讀:(1)增大壓強(qiáng),容積減小,濃度加大,顏色加深,是因?yàn)槲锢碜兓瘜?dǎo)致,顏色再變淺,是因?yàn)榧訅浩胶庥乙?,二氧化氮減少;減壓同理。(2)以mA(g)
+
nB(g)?
pC(g)
+qD(g)為例進(jìn)行說(shuō)明,若m+n=p+q,即反應(yīng)后氣體體積不變,不管壓強(qiáng)如何改變,化學(xué)平衡均不移動(dòng);若m+n>
p+q,即反應(yīng)后氣體體積減小,增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng);若m+n<p+q,即反應(yīng)后氣體體積增大,增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng)?!緦?shí)驗(yàn)2-3】溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響(重要!)實(shí)驗(yàn)過(guò)程:如圖2-7所示,把NO2和N2O4的混合氣體通入兩只連通的燒瓶,然后用彈簧夾夾住乳膠管;把一只燒瓶浸泡在熱水中,另一只浸泡在冰水中。觀察混合氣體顏色的變化。實(shí)驗(yàn)儀器及裝置:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:將充有NO2的球形容器放入熱水中,紅棕色明顯加深;將充有NO2的球形容器放入冷水中,紅棕色明顯變淺。分析解讀:升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);降低溫度,化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)?!緦?shí)驗(yàn)3-1】鹽酸與醋酸的電離程度比較實(shí)驗(yàn)原理:CH3COOHCH3COO-+H+實(shí)驗(yàn)過(guò)程:取相同體積、,比較它們pH的大小,試驗(yàn)其導(dǎo)電能力,并分別與等量鎂條反應(yīng)。觀察、比較并記錄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:酸pH1約為3導(dǎo)電能力強(qiáng)弱與鎂條反應(yīng)迅速產(chǎn)生大量氣泡產(chǎn)生氣泡相對(duì)緩慢【實(shí)驗(yàn)3-2】強(qiáng)酸制弱酸實(shí)驗(yàn)原理:2CH3COOH+COeq\o\al(2-,3)=2CH3COO-+CO2↑+H2O實(shí)驗(yàn)過(guò)程:如圖3-3所示,向盛有2mL1mol/L醋酸的試管中滴加1mol/LNa2CO3溶液,觀察現(xiàn)象。你能否由此推測(cè)CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1的大小?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:有大量氣泡產(chǎn)生?!緦?shí)驗(yàn)活動(dòng)2】強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和滴定(重要?。。?shí)驗(yàn)原理:c(NaOH)=eq\f(c(HCl)·V(HCl),V(NaOH))實(shí)驗(yàn)用品:酸式滴定管、堿式滴定管、滴定管夾、燒杯、錐形瓶、鐵架臺(tái)。0.100
0mol/LHCl溶液、0.100
0mol/L左右的NaOH溶液、酚酞溶液、蒸餾水。實(shí)驗(yàn)過(guò)程:一、練習(xí)使用滴定管(使用聚四氟乙烯活塞的滴定管為酸堿通用滴定管)1.滴定管的構(gòu)造:“0”刻度線在上方,尖嘴部分無(wú)刻度;讀數(shù)可估計(jì)到0.01mL。滴定管是內(nèi)徑均勻、帶有刻度的細(xì)長(zhǎng)玻璃管,下端有用于控制液體流量的玻璃活塞(或由乳膠管、玻璃球組成的閥)。滴定管主要用來(lái)精確地放出一定體積的溶液。滴定管分酸式滴定管和堿式滴定管兩種”。酸式滴定管用于盛裝酸性溶液,不能盛裝堿性溶液。(1)檢查儀器:在使用滴定管前,首先要檢查活塞是否漏水,在確保不漏水后方可使用。(2)潤(rùn)洗儀器:在加入酸、堿之前,潔凈的酸式滴定管和堿式滴定管要分別用所要盛裝的酸、堿潤(rùn)洗2~3次。方法是:從滴定管上口加入3~5mL所要盛裝的酸或堿,傾斜著轉(zhuǎn)動(dòng)滴定管,使液體潤(rùn)濕全部滴定管內(nèi)壁;然后,一手控制活塞(輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)酸式滴定管的活塞,或者輕輕擠壓堿式滴定管中的玻璃球),將液體從滴定管下部放入預(yù)置的燒杯中。(3)加入反應(yīng)液:分別將酸、堿加到酸式滴定管、堿式滴定管中,使液面位于滴定管“0”刻度以上2~3mL處,并將滴定管垂直固定在滴定管夾上。(4)調(diào)節(jié)起始讀數(shù):在滴定管下放一個(gè)燒杯,調(diào)節(jié)活塞,使滴定管尖嘴部分充滿反應(yīng)液(如果滴定管內(nèi)部有氣泡,應(yīng)快速放液以趕出氣泡;趕出堿式滴定管乳膠管中氣泡的方法如圖所示),并使液面位于“0”刻度,準(zhǔn)確記錄讀數(shù)。(5)放出反應(yīng)液:根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要從滴定管中逐滴放出一定量的反應(yīng)液。二、用已知濃度的強(qiáng)酸滴定未知濃度的強(qiáng)堿潤(rùn)洗過(guò)的酸式滴定管中加入0.1000mol/LHC1溶液,趕出氣泡、調(diào)節(jié)液面至“0”刻度后準(zhǔn)確記錄讀數(shù),并填入下表中。潤(rùn)洗過(guò)的堿式滴定管中加入待測(cè)濃度的NaOH溶液,趕出氣泡、調(diào)節(jié)液面至“0”刻度后,用堿式滴定管向錐形瓶中滴入25.00mL待測(cè)溶液,再向其中滴加2滴酚酞溶液,這時(shí)溶液呈紅色。3.把錐形瓶放在酸式滴定管的下方,瓶下墊一張白紙,小心地滴入酸。邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶(接近終點(diǎn)時(shí),改為滴加半滴酸),直到因加入半滴酸后,溶液顏色從粉紅色剛好變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不變色。這表示已經(jīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)。記錄滴定管液面的讀數(shù),并填入下表中。4.重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次,并記錄相關(guān)數(shù)據(jù),填入下表中。5.計(jì)算待測(cè)NaOH溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度。實(shí)驗(yàn)儀器及裝置:分析解讀:誤差分析步驟操作V(標(biāo)準(zhǔn))c(待測(cè))洗滌酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗變大偏高堿式滴定管未用待測(cè)溶液潤(rùn)洗變小偏低錐形瓶用待測(cè)溶液潤(rùn)洗變大偏高錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水不變無(wú)影響取液放出堿液的滴定管開(kāi)始有氣泡,放出液體后氣泡消失變小偏低滴定酸式滴定管滴定前有氣泡,滴定終點(diǎn)時(shí)氣泡消失變大偏高振蕩錐形瓶時(shí)部分液體濺出變小偏低部分酸液滴出錐形瓶外變大偏高溶液顏色較淺時(shí)滴入酸液過(guò)快,停止滴定后反加一滴NaOH溶液無(wú)變化變大偏高讀數(shù)酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確,滴定后俯視讀數(shù)變小偏低酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確,滴定后仰視讀數(shù)變大偏高【實(shí)驗(yàn)活動(dòng)3】鹽類水解的應(yīng)用1.鹽類做凈水劑硫酸鋁鉀或硫酸鋁中的Al3+水解生成Al(OH)3膠體,反應(yīng)的離子方程式為Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+,Al(OH)3膠體有較強(qiáng)的吸附能力,常用作凈水劑。2.熱堿水清洗油污純堿在水中發(fā)生水解:COeq\o\al(2-,3)+H2OHCOeq\o\al(-,3)+OH-,加熱促進(jìn)水解平衡右移,溶液的堿性增強(qiáng),去污能力增強(qiáng)。3.泡沫滅火器(1)試劑:Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。(2)原理:Al3+和HCOeq\o\al(-,3)的水解相互促進(jìn),生成CO2氣體和Al(OH)3沉淀,產(chǎn)生大量泡沫,隔絕可燃物和空氣。反應(yīng)的離子方程式為Al3++3HCOeq\o\al(-,3)=Al(OH)3↓+3CO2↑。4.鹽溶液的配制配制、保存易水解的鹽溶液時(shí),加入相應(yīng)的酸(或堿)抑制水解。如配制SnCl2溶液時(shí),加入適量鹽酸抑制Sn2+的水解,得到澄清的溶液。5.膠體的制備實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)3膠體利用了Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體的反應(yīng)及加熱促進(jìn)水解的原理,反應(yīng)的離子方程式為Fe3++3H2Oeq\o(=,\s\up8(△))Fe(OH)3(膠體)+3H+?!緦?shí)驗(yàn)3-3】氫氧化鎂沉淀溶解平衡移動(dòng)實(shí)驗(yàn)原理:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)實(shí)驗(yàn)過(guò)程:向兩支盛有少量Mg(OH)2固體的試管中分別滴加適量的蒸餾水和鹽酸,觀察并記錄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:滴加適量蒸餾水,沉淀不溶解;滴加鹽酸,沉淀溶解。分析解讀:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)向其中加入鹽酸,中和OH-,使該沉淀溶解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),促進(jìn)Mg(OH)2(s)的溶解?!緦?shí)驗(yàn)3-4】沉淀的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)原理:AgCl(s)+I(xiàn)-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)2AgI(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2I-(aq)實(shí)驗(yàn)過(guò)程:(1)向盛有的試管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液,觀察并記錄現(xiàn)象。(2)振蕩試管,然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液,觀察并記錄現(xiàn)象。(3)振蕩試管,然后再向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液,觀察并記錄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)儀器及裝置:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:(1)有白色沉淀生成;(2)白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀;(3)黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀?!緦?shí)驗(yàn)3-5】沉淀的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程:(1)向盛有2
mL0.1
mol/L
MgCl2溶液的試管中滴加
2~4滴2
mol/L
NaOH溶液,觀察并記錄現(xiàn)象。
(2)向上述試管中滴加4滴0.1
mol/L
FeCl3溶液,靜置,
觀察并記錄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:(1)有白色沉淀生成;(2)白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀。分析解讀:比較難溶電解質(zhì)Ksp大小的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法(同濃度同類型滴加少量沉淀劑,先沉淀的Ksp?。┓椒ㄒ唬撼恋磙D(zhuǎn)化法先制得沉淀A,然后使沉淀A自發(fā)地轉(zhuǎn)化為沉淀B,則說(shuō)明沉淀A的溶解度大于沉淀B。即Ksp(A)>Ksp(B),實(shí)驗(yàn)時(shí)要求沉淀的轉(zhuǎn)化有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。方法二:沉淀先后順序法以AgCl、AgI為例:向等濃度NaCl和NaI的混合溶液中滴入幾滴AgNO3溶液,首先產(chǎn)生黃色沉淀,說(shuō)明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)以Ag2CrO4、Ag2Cr2O7為例:向K2Cr2O7溶液中滴入幾滴AgNO3溶液,生成的是磚紅色的Ag2CrO4沉淀,而不生成Ag2Cr2O7沉淀,說(shuō)明Ag2CrO4的溶解度更小,即Ksp(Ag2Cr2O7)>Ksp(Ag2CrO4)。原因是在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡:Cr2Oeq\o\al(2-,7)+H2O2CrOeq\o\al(2-,4)+2H+。K2Cr2O7溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2-,7))>c(CrOeq\o\al(2-,4)),但加入AgNO3溶液后得到Ag2CrO4(磚紅色),即可得出上述結(jié)論?!緦?shí)驗(yàn)4-1】鋅銅原電池實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程:如圖4-1所示,將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液用一個(gè)鹽橋連接起來(lái),然后將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接,并在中間串聯(lián)一個(gè)電流表,觀察現(xiàn)象。取出鹽橋,觀察電流表的指針有何變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:實(shí)驗(yàn)表明,接通電路時(shí),電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),即電路中有電流通過(guò)。從上述裝置中取出鹽橋,電流表的指針又回到零點(diǎn),即電路中沒(méi)有電流通過(guò)。【實(shí)驗(yàn)4-2】電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)原理:2Cl-+Cu2+Cu+Cl2↑實(shí)驗(yàn)過(guò)程:在U形管中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的CuCl2溶液,插入兩根石墨棒作電極(如圖4-9)。把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的石墨棒附近。接通直流電源,觀察U形管內(nèi)的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。實(shí)驗(yàn)儀器及裝置:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:通電后不久可以看到,與直流電源負(fù)極相連的石墨棒上逐漸覆蓋層紅色的銅,與直流電源正極相連的石墨棒上有氣泡產(chǎn)生,濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙變成藍(lán)色。【實(shí)驗(yàn)4-3】金屬的吸氧腐蝕和析氫腐蝕實(shí)驗(yàn)過(guò)程:(1)將經(jīng)過(guò)酸洗除銹的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下,放入圖4-21所示的具支試管中。幾分鐘后,觀察導(dǎo)管中水柱的變化,解釋引起這種變化的原因。
(2)取兩支試管,分別放入兩顆鋅粒和等體積、等濃度的稀鹽酸,觀察現(xiàn)象。然后,向其中一支試管中滴加1~2滴硫酸銅溶液,再觀察現(xiàn)象。解釋產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因。實(shí)驗(yàn)儀器及裝置:(如右圖)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:(1)導(dǎo)管中水柱液面上升;(2)有氣泡生成,加入硫酸銅溶液的試管,產(chǎn)生氣泡速率加快。分析解讀:(1)吸氧腐蝕使裝置內(nèi)的氧氣減少,氣壓變小,導(dǎo)管中水柱的液面上升。(2)再加入硫酸銅溶液的試管,因有銅產(chǎn)生,和鋅構(gòu)成了微小的原電池,從而加快了
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